北豊島郡に属する4つの町が合併して東京市に編入される時に、郡名からこの名前が採用された。ただし、豊島区の前身である4町は北豊島郡の一部に過ぎず、元々の北豊島郡は現在の北区から練馬区にかけての広い範囲を含んでいた（右図）。本来の郡の中心地は板橋町であったが、東京市に隣接する4町が郡内で最も発展した地域であったため、4町の区域が「豊島区」と名付けられた。さらに元を辿ると、北豊島郡はかつての武蔵国豊島郡の一部であり、「豊島」が指す範囲はより一層広かった。古代豊島郡の郡衙は現在の北区に置かれ、中世には現在の北区を発祥とし、石神井川流域を本拠地とする桓武平氏の豊島氏が豊島郡を治めた。豊島という町名が豊島区ではなく北区にあったり、同じくとしまえん（豊島氏の城の一つ練馬城の跡地）が練馬区にあったりするのはそのためである。なお、豊島氏は1477年に江古田・沼袋原の戦いで太田道灌に敗れて滅亡した。東京市による最初の区名原案は「池袋区」（いけぶくろく）だった。その後区名案が「目白区」（めじろく）に変更され、その後各所から寄せられた様々な陳情を受け、東京府会に於いて「豊島区」と再変更され決定された。
日本の国花であるサクラの代表品種、ソメイヨシノは、現在の豊島区駒込から巣鴨の旧染井村が発祥。染井の植木屋が江戸時代後期、交配して生み出した新種がソメイヨシノである。旧染井村では鉢植えをつくることが盛んで、ここでつくられた植木や盆栽は、花売りによって江戸中に運ばれていた。1860年（万延元年）に染井を訪れた英国人植物学者、ロバート・フォーチュンはその種類の多さに驚き、世界一とのお墨付きを与えている。また霧島ツツジも多くつくられ、JR駒込駅の土手が春になるとツツジでいっぱいになるのは、その名残である。
2014年5月8日、日本創成会議の人口減少問題検討分科会で発表された「2040年における消滅可能性都市」で、東京都区部で豊島区が唯一ランクインした際に、「豊島区が消滅する」などの見出しが用いられて報道がなされた。この集計は、20歳から39歳までの豊島区に居住する女性人口に着眼し、女性居住人口が2040年に半分以下になる市区町村を、国立社会保障・人口問題研究所による人口流出の統計を、日本創成会議が独自に集計して公表したものである。2018年には40年ぶりに人口29万人を突破したが、2025年以降は減少していくと予想されている。豊島区の出生率はかなり低く、人口増加はすべて地方からの転入によるものである。元から豊島区に住み続けている人の数は長らく自然減の状態にあり、今後地方からの流入が低調になりつにつれ、人口は減少していくものと予想される。
2005年の夜間人口（居住者）は233,141人であるが、区外からの通勤者と通学生および居住者のうちの区内に昼間残留する人口の合計である昼間人口は378,475人で、昼間人口は夜間人口の1.623倍になる（東京都編集『東京都の昼間人口2005』平成20年発行134,135ページ。国勢調査では年齢不詳者が東京都だけで16万人いる。上のグラフには年齢不詳者を含め、昼夜間人口に関しては年齢不詳者は数値に入っていないので数値間に誤差がある）。
東京23区の西北部に位置する。池袋駅を中心とする副都心を擁し、サンシャインシティや豊島区役所などの超高層ビル群が建ち並ぶ。区の中心は地理や行政・民間ともに池袋地区で、2020年春には旧豊島区役所跡地周辺に超高層ビルが建設され、8つの劇場を含む国際的な「文化にぎわい拠点」が開業予定となっている。また、池袋駅西口では三菱地所による池袋駅西口地区再開発事業が計画されており、超高層ビル3棟が駅前に建設される予定となっている。また、立教大学、学習院大学、川村学園女子大学、東京音楽大学といった教育機関、高級住宅街である目白、「おばあちゃんの原宿」として知られる巣鴨、多くの著名人が眠る雑司ヶ谷霊園や慈眼寺、染井霊園などが存在する。昭和40年度（1965年）の国勢調査の結果、日本一の人口密度の地方自治体になった（前回調査までの1位は東京都台東区）。2005年の国勢調査では、東京都中野区に次いで国内第二位となったが、2010年の調査で再び人口密度日本一となった。
CMBはジョージ・ガモフ、ラルフ・アルファー、ロバート・ハーマンによって1940年代に予言され、1964年にアメリカ合衆国のベル電話研究所（現ベル研究所）のアーノ・ペンジアスとロバート・W・ウィルソンによってアンテナの雑音を減らす研究中に偶然に発見された。ペンジアスとウィルソンはこの発見によって1978年にノーベル物理学賞を受賞した。この CMBの解釈をめぐっては、1960年代に「CMBは遠方銀河の恒星からの光が散乱されたものである」とする定常宇宙論の支持者との間に激しい議論が巻き起こった。1941年にアンドリュー・マッケラーがこの散乱光モデルを採用し、恒星の幅の狭い吸収線の研究に基づいて、「星間空間の'回転'の温度は2Kになる」とする論文を発表しており、同時期にエディントンなども同様の説を提案していた。ガモフらは当初、背景輻射の温度として約5K程度を予想していた一方で、散乱光モデルを支持する研究者たちは2 - 3Kになるというモデルを提案し、輻射の温度の予測値だけを見ると散乱光モデルの方が現実の値に近いものであった。しかし1970年代に入ると、研究者たちのコンセンサスはCMBがビッグバンの名残であるとする説に傾いていった。天文学者たちのコミュニティがCMBの成因としてビッグバンを支持するようになったのは、星の光の散乱光というモデルから期待されるよりもCMBがずっと滑らかである（非等方性が小さい）という観測結果が積み重ねられたためである。電子レンジの原理から分かるように水はマイクロ波を吸収するため、CMBを地上の観測機器で観測するのは非常に難しい。そのため、CMBの研究では大気圏または宇宙空間で観測装置を用いることが多くなっている。地上でのCMBの観測は、チリのアンデス山脈や南極といった高度の高い場所や極地で行われている。